李萍　王洪田　安宏

[摘要]本文論述了水文地質(zhì)及工程地質(zhì)物探工作的地位和作用，闡述了水文地質(zhì)及工程地物探的發(fā)展前景。

[關(guān)鍵詞]水文地質(zhì)；工程地質(zhì)；物探；發(fā)展前景

一、物探的概念

地球物理勘探，簡稱“物探”，是用物理方法來勘探地殼上層巖石的構(gòu)造與尋找有用礦產(chǎn)的一門新的學(xué)科。它是根據(jù)地下巖層在物理性質(zhì)上的差異，借助一定的裝置和專門的物探儀器測(cè)量其物理場(chǎng)的分布狀況，通過分析和研究物理場(chǎng)的變化規(guī)律，結(jié)合有關(guān)地質(zhì)資料推斷出地下一定深度范圍內(nèi)地質(zhì)體的分布規(guī)律，為鉆探工作提供重要依據(jù)。物探正日益廣泛地應(yīng)用在各種地質(zhì)工作中，并占有顯著的地位。但是，決不應(yīng)把地球物理勘探工作與其它方法完全割裂開來，它必須與地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、工程地質(zhì)學(xué)、地球化學(xué)以及鉆控等密切配合，互相補(bǔ)充，互相驗(yàn)證，只有這樣，才能獲得更好的地質(zhì)效果。

根據(jù)所研究的天然或人工物理場(chǎng)的不同，地球物理勘探領(lǐng)域又分為幾個(gè)大類；根據(jù)需要和可能，其物理場(chǎng)的探測(cè)空間又是十分廣闊的，包括遙感、航空、地面、地下、海洋物探等。常用的物探方法有：研究巖石電學(xué)性質(zhì)及電場(chǎng)、電磁場(chǎng)變化規(guī)律的電法勘探；研究巖（礦）石磁性及地球磁場(chǎng)，局部磁異常變化規(guī)律的磁法勘探：研究地質(zhì)體引力場(chǎng)特征的重力勘探：研究巖土彈性力學(xué)性質(zhì)的地震勘探；研究巖石（礦）的天然或人工放射性的放射性勘探；研究物質(zhì)熱輻射場(chǎng)特征的紅外探測(cè)方法……等等。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，許多新理論、新方法正在不斷地被引進(jìn)物探領(lǐng)域，如無線電探測(cè)技術(shù)、遙感技術(shù)、聲波超聲波探測(cè)技術(shù)、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)……等等，為地球物理勘探方法的發(fā)展開辟了廣闊的前景。

二、水文地質(zhì)及工程地質(zhì)物探工作的地位和作用

物探工作為水文地質(zhì)及工程地質(zhì)工作提供了大量的、獲得實(shí)踐檢驗(yàn)的重要資料，尤其在覆蓋地區(qū)，對(duì)研究地質(zhì)構(gòu)造，指導(dǎo)勘探、成井等方面發(fā)揮了重要作用，加快了勘探速度，降低了施工成本，提高了水文地質(zhì)鉆孔的成井率。在電測(cè)找水技術(shù)初步普及的平原和山區(qū)，物探工作深受歡迎。因此，物探工作已成為水文地質(zhì)及工程地質(zhì)工作不可缺少的勘探手段。

物探工作有透視性、效率高、低成本等優(yōu)點(diǎn)，也有局限性和條件性，解釋結(jié)果有時(shí)具多解性的缺點(diǎn)。但就目前情況來說，不難看出，物探工作絕不能完全代替其它地質(zhì)勘探工作，它的作用是普查儲(chǔ)水構(gòu)造，配合進(jìn)行地質(zhì)填圖以及進(jìn)行水文地質(zhì)參數(shù)和巖土工程力學(xué)參數(shù)的測(cè)量。它的突出優(yōu)點(diǎn)在于減小山地工作和鉆探的工作量，使勘探工程布置得更加合理，從而加快勘探工作的速度。除此之外，某些物探方法還可以解決常規(guī)地質(zhì)勘探方法難于解決的一些問題。

三、水文地質(zhì)及工程地質(zhì)物探發(fā)展的前景

在討論水工物探的發(fā)展前景時(shí)，首先要研究現(xiàn)有常規(guī)物探方法的發(fā)展方向，這是最基本的方面，其次討論新的物理參數(shù)的運(yùn)用的可能性，最后討論應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)方法改革舊有的物探工作方法和解釋方法。

1、常規(guī)物探方法的發(fā)展方向

現(xiàn)有常規(guī)探方法進(jìn)一步發(fā)展，是物探發(fā)展的基點(diǎn)。主要應(yīng)從探測(cè)深度、廣度、分辨能力、解釋水平等方面提高，因?yàn)樵谶@幾方面仍存在很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

電法勘探在整個(gè)水工物探中占有重要的地位。目前勘探的水平仍不高，比如勘探深度、地電斷面橫向和垂向的分辨能力、壓制干擾的能力及定量解釋的精度都有待提高。至于電性參數(shù)的運(yùn)用也比較局限。因此電法勘探的發(fā)展方向是：研究電法勘探的新理論、新參數(shù)、新儀器及方法。

應(yīng)提高原有電探方法的生產(chǎn)效率、測(cè)量精度、壓制噪聲水平，提高從野外數(shù)據(jù)中獲取有用信息的能力。

在電法勘探的資料解釋中采用電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字解釋，提高解釋的精度并探索復(fù)雜地電體求解的途徑。

地球物理測(cè)井方法是水工物探的重要組成部分。應(yīng)向綜合測(cè)井方向發(fā)展，提高測(cè)井的技術(shù)水平，為實(shí)現(xiàn)水文地質(zhì)鉆探少取芯或不取芯的目標(biāo)創(chuàng)造條件：應(yīng)加強(qiáng)水文地質(zhì)參數(shù)測(cè)定的試驗(yàn)工作，研究含水層的孔隙度、滲透系數(shù)；研究各含水層的補(bǔ)給關(guān)系、補(bǔ)給量；測(cè)定的試驗(yàn)工作，研究含水層的孔隙度、滲透系數(shù)；研究各水層的補(bǔ)給關(guān)系、補(bǔ)給量；測(cè)定地下水流向、流速；測(cè)定涌水量及研究地下水的水質(zhì)。并且為地面物探提供所需的物性參數(shù)電阻率、波速、密度、磁化率等。

地震勘探目前在水文地質(zhì)調(diào)查中應(yīng)用還不普遍。地震勘探精度比電法勘探高，解比較單一，這是它的優(yōu)點(diǎn)，但它的裝備較笨重，成本較高是它的缺點(diǎn)。因此應(yīng)研制適合于水工物探的多道輕便地震儀。使地震勘探工作由平原區(qū)推廣半山區(qū)，應(yīng)用它來尋找儲(chǔ)水構(gòu)造、探測(cè)覆蓋層厚度、追索斷層破碎帶、古河道：探測(cè)潛水面埋深等。應(yīng)用地震方法測(cè)定巖土彈性力學(xué)參數(shù)。目前在工程物探中主要應(yīng)用初到折射法。為了提高對(duì)第四紀(jì)地層的分辨能力，迫切需要開展淺層反射波法（目前從技術(shù)到儀器仍存在不少問題）和高頻地震法。為了提高地震勘探能力和精度，應(yīng)盡快地在淺層地震勘探中采用數(shù)字技術(shù)。

地震勘探方法同聲波探測(cè)法應(yīng)互相配合，測(cè)定巖體彈性力學(xué)參數(shù)，從宏觀到微觀，從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)研究測(cè)定參數(shù)間的關(guān)系，對(duì)工程地質(zhì)設(shè)計(jì)具有重要的意義。

其它物探方法如磁法勘探、重力勘探、放射性勘探等在研究區(qū)域構(gòu)造，解決有關(guān)填圖問題等方面的作用尚未充分發(fā)揮。對(duì)屬于被動(dòng)式探測(cè)天然物理場(chǎng)的方法，重要的是提高儀器探測(cè)精度，這樣，對(duì)埋藏較深，物性差異不太大的地質(zhì)體的分辨能力可望提高。在解釋方法上，采用數(shù)字技術(shù)，將排除干擾，突出有用異常，提高探測(cè)的地質(zhì)效果。上述輕便物探方法的廣泛應(yīng)用將加快水文地質(zhì)普查的速度。

2、新物理參數(shù)的運(yùn)用

巖石的含水性同介電常數(shù)有密切的關(guān)系，因此發(fā)展高頻電探、微波技術(shù)、介電常數(shù)測(cè)井方法對(duì)找水有重要意義；

激發(fā)極化法離子導(dǎo)體的激發(fā)極化機(jī)制問題需進(jìn)一步弄清楚，研究反映時(shí)間特性的新參數(shù)；

交流電法勘探的電性參數(shù)很多，但在水工物探中應(yīng)用很少，應(yīng)加強(qiáng)研究，廣為利用。

在地?zé)峥碧街屑訌?qiáng)對(duì)巖石熱力學(xué)參數(shù)的研究和測(cè)量；

在放射性勘探中進(jìn)行伽瑪能譜測(cè)量、射氣測(cè)量，各種參數(shù)的運(yùn)用對(duì)尋找基巖裂隙水有一定作用；

為發(fā)展遙感技術(shù)，必須大力研究巖石光譜輻射性參數(shù)；

總而言之，有必要加強(qiáng)基礎(chǔ)理論研究和物性研究，發(fā)展新理論、新技術(shù)。

3、提高物探探測(cè)的速度和效率

大力發(fā)展航空物探、遙感技術(shù)，在地面物探中實(shí)現(xiàn)車載化、數(shù)字化，可大大提高物探探測(cè)的速度和效率。

航空物探目前主要方法有航磁（航空磁法）、航電（航空電磁法）、航放（航空放射性測(cè)量）、還用航空重力測(cè)量。航空電磁法目前在國外已有十多種方法，國內(nèi)正在開展試驗(yàn)。國外也有人提出航空地震測(cè)量的設(shè)想。航空紅外探測(cè)對(duì)水文地質(zhì)調(diào)查具有特殊重要意義。

為滿足大面積水文地質(zhì)普查工作的需要，逐步使部分地面物探方法車載化有現(xiàn)實(shí)的意義。目前國內(nèi)已有地震車、綜合測(cè)井車、電法車等專門設(shè)備。有些單位還裝備了汽車磁力儀、伽瑪能譜儀和頻率測(cè)探儀等。與車載化相配合的自動(dòng)記錄系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)、自動(dòng)成圖系統(tǒng)等將大大提高資料記錄整理和解釋的自動(dòng)化程度。

發(fā)展遙感技術(shù)方面，目前主要是要很好地利用已有的資源衛(wèi)星遙感資料。它將為地面物探的設(shè)計(jì)提供區(qū)域性資料，這樣可把地面物探工作部署在整個(gè)區(qū)域中最有利的地段。